CN114467673A - 一种沙地植树机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沙地植树机器人，涉及栽植设备技术领域。本发明包括履带式移动底盘、桁架装置和机械臂，履带式移动底盘用于承载桁架装置；桁架装置上装配有两个机械臂；两个机械臂均沿桁架装置的横向进行往复移动；两个机械臂均设置有用于横向啮合的移动机构A和用于纵向啮合的移动机构B；两个机械臂分别为钻孔机械臂、植苗机械臂；钻孔机械臂上固定安装有钻孔机；植苗机械臂上固定安装有植苗机构；钻孔机和植苗机构均独立沿桁架装置进行横向和纵向的移动。本发明通过履带式移动底盘、桁架装置和机械臂的作用，达到适应沙地环境进行移动，实现精准位置进行植苗，树苗入孔率高，自动化程度高和提高工作效率的优点。

Description

一种沙地植树机器人

技术领域

本发明属于栽植设备技术领域，特别是涉及一种沙地植树机器人。

背景技术

每年荒漠化加剧导致沙地面积逐渐增大，为了遏制沙漠化进度，必须在沙漠边缘进行植树造林，现阶段沙漠边缘植树造林方式主要有以下几种：

1、第一种是人工种植，挖坑，植树，填土，浇水全部人工完成。这种方法比较耗费人力，且工作效率低下。

2、第二种是螺旋钻植树，螺旋钻用来挖坑，但是植树，填土，浇水还是需要人工完成。这种方法减少了人力挖坑流程，但是仍然比较耗费人力。

3、第三种是水汽种植法，这种方法依靠高压水枪钢管对沙地进行打孔，然后由人工负责植苗及填土，但是这种方式耗水量极大，沙漠环境本身比较缺水，这就需要人工进行大量水的运输，导致工作效率低下。

4、第四种是机器人植树，现有的沙漠植树机器人工作方式又分以下几种：

①模块化植树机器人：这种机器人解决了挖坑过程中的流沙问题，但是其植树依赖于可更换的苗盘，苗盘内需预置树苗，这一过程比较耗费人力。植树过程依赖于多自由度机械手，技术流程复杂且成本较高。

②转盘植树机器人：该指植树方式依然使用了苗盘装置进行储苗，这一过程比较耗费人力。另外，该植树方式直接依靠树苗的重力作用植入到沙孔中，没有考虑到流沙作用导致沙孔部分阻塞，从而导致指数失败现象出现。

其中，关于中国专利《苗木栽植装置及苗木栽植车辆》，其公开号为：CN107529718A；公开了苗木栽植装置2包括在地面挖掘洞的螺旋钻11、用于把苗木往洞投入的圆筒中空状引导件12、对投入到了洞的苗木的周边土壤进行平整和覆土及辗压的刀具13、作为驱动这些沿同一垂直轴线方向升降的升降单元的滑件15、16、17、和驱动螺旋钻及刀具旋转的马达18、19；螺旋钻和引导件及刀具构成三层嵌套体，螺旋钻及刀具为在垂直轴线上旋转的旋转体。根据该结构，能容易挖出所期望的洞，能在以引导件12保持住而不使苗木倾斜的情况下，藉刀具13对挖掘洞和苗木根盘周围地面无空隙地进行平整、覆土、辗压，进行给定栽植。

其中，关于中国专利《一种智能沙漠植树机器人》，其公开号为：CN112400650A；公开了一种智能沙漠植树机器人，包括行走机构、基座、装载箱、挡罩及种植机构，所述行走机构包括行走驱动件及行走履带轮，所述行走履带轮连接于所述行走驱动件的两侧；所述基座包括水平部、垂直部及拨杆，所述垂直部连接于所述水平部的一端，所述水平部连接于所述行走驱动件上，且所述水平部上开设有连接槽，所述垂直部上开设有插条孔及冲压槽，所述插条孔贯穿所述垂直部，并分别与所述连接槽及所述冲压槽连通，本发明提供的智能沙漠植树机器人可实现在沙漠中的植树，植树效果好，效率高，成本低。

针对上述的工作效率相对较低和耗水量大的问题；因此，本发明设计了一种沙地植树机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沙地植树机器人，通过履带式移动底盘、桁架装置和机械臂的作用，达到适应沙地环境进行移动，移动机构A和移动机构B控制钻孔机械臂和植苗机械臂所在位置，从而实现精准位置进行植苗，树苗入孔率高，自动化程度高和提高工作效率的优点，还相对减缓了耗水量大的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种沙地植树机器人，包括履带式移动底盘、桁架装置和机械臂，所述履带式移动底盘用于承载桁架装置，所述履带式移动底盘用于适应沙地环境进行移动；所述桁架装置上装配有两个机械臂；两个所述机械臂均沿桁架装置的横向进行往复移动；两个所述机械臂均设置有用于横向啮合的移动机构A和用于纵向啮合的移动机构B；两个所述机械臂分别为钻孔机械臂、植苗机械臂；所述钻孔机械臂上固定安装有用于沙地钻孔的钻孔机；所述植苗机械臂上固定安装有用于种植树苗的植苗机构；所述钻孔机和植苗机构均独立沿桁架装置进行横向和纵向的移动。

本发明的达到的技术效果为：通过履带式移动底盘、桁架装置和机械臂的作用，达到适应沙地环境进行移动，移动机构A和移动机构B控制钻孔机械臂和植苗机械臂所在位置，从而实现精准位置进行植苗，树苗入孔率高，自动化程度高和提高工作效率的优点。

作为本发明的一种优选技术方案，所述移动机构A用于将移动机构B在桁架装置上进行横向往复移动；两个所述移动机构B分别将钻孔机械臂、植苗机械臂在移动机构A上进行纵向往复移动；所述钻孔机械臂、植苗机械臂之间设置有固定值的安全距离；所述移动机构A通过电机与桁架装置上的齿条进行啮合传动；所述移动机构B通过电机与移动机构A上的齿条进行啮合传动。

本发明的达到的技术效果为：通过两个所述移动机构B分别将钻孔机械臂、植苗机械臂在移动机构A上进行纵向往复移动；且其两者之间设定有固定的安全距离；使得达到植苗入孔精度高的优点。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钻孔机为电动螺旋钻；所述电动螺旋钻包括驱动电机A和螺旋钻；所述驱动电机A传动连接有用于在沙地中进行钻孔的螺旋钻。

作为本发明的一种优选技术方案，所述植苗机构为植苗装置；所述植苗装置包括主传送带、从动传送带、驱动电机B和固定架；所述固定架上固定安装有驱动电机B，所述驱动电机B的输出轴在固定架上传动连接有主传送带；所述固定架上装配有与主传送带相配合的从动传送带；所述主传送带和从动传送带之间的顶部为进苗口，并将树苗由进苗口传送至完全***沙孔中。

本发明的达到的技术效果为：通过主传送带、从动传送带、驱动电机B和固定架实现将树苗由进苗口传送至完全***沙孔中的技术操作；具体为：当树苗进入植苗装置的进苗口后，驱动电机B正转带动主传送带进行旋转，树苗被卡在主传送带与从动传送带之间，利用两个传送带之间的驱动力及摩擦力驱动树苗向传送带转动方向移动，直至树苗的根系***沙土中后树苗的顶部与两个传送带之间分离，即为将树苗植入到钻好的孔中；所述主传送带与从动传送带之间都带有一定的柔性，保证树苗在传送过程中不会被破坏。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主传送带和从动传送带的外侧面固定安装有挡板。

本发明的达到的技术效果为：所述挡板与固定架形成对树苗进行两侧的限位，保障树苗顺畅的完全***沙孔中。

作为本发明的一种优选技术方案，所述植苗机构顶部上方固定安装有进苗漏斗；所述进苗漏斗包括入斗口和出斗口；所述出斗口顶部固定安装有入斗口；所述入斗口内设置有用于将横向摆放的树苗扶正为竖直摆放状态的倾斜窄口设计。

本发明的达到的技术效果为：所述进苗漏斗的作用体现在，可以将横向摆放的树苗扶正为竖直摆放状态，方便后续只需提供用于横向摆放的树苗的储苗装置，并通过送苗传送带输送至进苗漏斗即可完成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述入斗口顶部上开设有用于横向摆放的树苗进入的缺口。

作为本发明的一种优选技术方案，所述履带式移动底盘上固定安装有平台托板；所述有平台托板上固定有储苗装置；所述储苗装置内固定安装有送苗传送带；所述缺口与送苗传送带的顶端相配合。

本发明的达到的技术效果为：所述平台托板和储苗装置的作用是，为每个本发明的一种沙地植树机器人提供更多储存量的存储空间，使得每次可以携带更多的树苗，达到提高工作效率的优点。

作为本发明的一种优选技术方案，所述送苗传送带包括树苗传送带、传送带轮和安装架；所述安装架固定安装在储苗装置内底部；所述安装架上均匀阵列有传送带轮；每个所述传送带轮均与树苗传送带内侧相配合；所述树苗传送带的底端上表面与储苗装置内底部的树苗相接触。

作为本发明的一种优选技术方案，所述树苗传送带外侧面设置有用于钩住树苗的传送带钩齿。

本发明的达到的技术效果为：达到将存放在储苗装置内的横向摆放的树苗输送至进苗漏斗内，并进行扶正为竖直摆放状态；传送带钩齿位于树苗传送带中央位置，传送带钩齿可以钩住树苗枝干的中间部分，每个传送带钩齿每次只能钩住一个树苗枝干，在送苗传送带的带动下，树苗可以以水平姿态输送到传送带顶端，然后树苗依靠重力脱离传送带进入到进苗漏斗中。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过履带式移动底盘、桁架装置和机械臂的作用，达到适应沙地环境进行移动，移动机构A和移动机构B控制钻孔机械臂和植苗机械臂所在位置，从而实现精准位置进行植苗，树苗入孔率高，自动化程度高和提高工作效率的优点，还具有减缓耗水量的效果。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一中本发明的一种沙地植树机器人的结构示意图；

图2为实施例一中桁架装置的结构示意图；

图3为实施例二中本发明的一种沙地植树机器人的结构示意图；

图4为实施例二中植苗装置进行加装挡板的结构示意图；

图5为实施例二中植苗装置的结构示意图；

图6为实施例三中进苗漏斗、送苗传送带和储苗装置的结构示意图；

图7为实施例四中本发明的一种沙地植树机器人的结构示意图；

图8为实施例五中送苗传送带的结构示意图；

图9为图8中A处的局部放大图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-履带式移动底盘，2-桁架装置，3-钻孔机械臂，4-电动螺旋钻，5-植苗机械臂，6-植苗装置，7-进苗漏斗，8-送苗传送带，9-储苗装置，10-平台托板，11-移动机构A，12-移动机构B，401-驱动电机A，402-螺旋钻，601-挡板，602-主传送带，603-从动传送带，604-驱动电机B，605-进苗口，606-固定架，701-入斗口，702-出斗口，703-缺口，801-树苗传送带，802-传送带钩齿，803-传送带轮，804-安装架。

具体实施方式

实施例一

请参阅图1-2所示，本发明为一种沙地植树机器人，包括履带式移动底盘1、桁架装置2和机械臂，履带式移动底盘1用于承载桁架装置2，履带式移动底盘1用于适应沙地环境进行移动；桁架装置2上装配有两个机械臂；两个机械臂均沿桁架装置2的横向进行往复移动；两个机械臂均设置有用于横向啮合的移动机构A11和用于纵向啮合的移动机构B12；两个机械臂分别为钻孔机械臂3、植苗机械臂5；钻孔机械臂3上固定安装有用于沙地钻孔的钻孔机；植苗机械臂5上固定安装有用于种植树苗的植苗机构；钻孔机和植苗机构均独立沿桁架装置2进行横向和纵向的移动；通过履带式移动底盘1、桁架装置2和机械臂的作用，达到适应沙地环境进行移动，移动机构A11和移动机构B12控制钻孔机械臂3和植苗机械臂5所在位置，从而实现精准位置进行植苗，树苗入孔率高，自动化程度高和提高工作效率的优点。

其中，移动机构A11用于将移动机构B12在桁架装置2上进行横向往复移动；两个移动机构B12分别将钻孔机械臂3、植苗机械臂5在移动机构A11上进行纵向往复移动；移动机构A通过电机与桁架装置上的齿条进行啮合传动；移动机构B通过电机与移动机构A上的齿条进行啮合传动；钻孔机械臂3、植苗机械臂5之间设置有固定值的安全距离；通过两个移动机构B12分别将钻孔机械臂3、植苗机械臂5在移动机构A11上进行纵向往复移动；且其两者之间设定有固定的安全距离；使得达到植苗入孔精度高的优点。

其中，钻孔机为电动螺旋钻4；电动螺旋钻4包括驱动电机A401和螺旋钻402；驱动电机A401传动连接有用于在沙地中进行钻孔的螺旋钻402。

实施例二

在实施例一的基础上进行更加优选技术方案，请参阅图3-5所示，植苗机构为植苗装置6；植苗装置6包括主传送带602、从动传送带603、驱动电机B604和固定架606；固定架606上固定安装有驱动电机B604，驱动电机B604的输出轴在固定架606上传动连接有主传送带602；固定架606上装配有与主传送带602相配合的从动传送带603；主传送带602和从动传送带603之间的顶部为进苗口605，并将树苗由进苗口605传送至完全***沙孔中。

本实施例的达到的技术效果为：通过主传送带602、从动传送带603、驱动电机B604和固定架606实现将树苗由进苗口605传送至完全***沙孔中的技术操作；具体为：当树苗进入植苗装置6的进苗口605后，驱动电机B604正转带动主传送带602进行旋转，树苗被卡在主传送带602与从动传送带603之间，利用两个传送带之间的驱动力及摩擦力驱动树苗向传送带转动方向移动，直至树苗的根系***沙土中后树苗的顶部与两个传送带之间分离，即为将树苗植入到钻好的孔中；主传送带602与从动传送带603之间都带有一定的柔性，保证树苗在传送过程中不会被破坏。

其中，主传送带602和从动传送带603的外侧面固定安装有挡板601；挡板601与固定架606形成对树苗进行两侧的限位，保障树苗顺畅的完全***沙孔中。

实施例三

在实施例二的基础上进行更加优选技术方案，请参阅图6所示，植苗机构顶部上方固定安装有进苗漏斗7；进苗漏斗7包括入斗口701和出斗口702；出斗口702顶部固定安装有入斗口701；入斗口701内设置有用于将横向摆放的树苗扶正为竖直摆放状态的倾斜窄口设计；入斗口701顶部上开设有用于横向摆放的树苗进入的缺口703。

本实施例的达到的技术效果为：进苗漏斗7的作用体现在，可以将横向摆放的树苗扶正为竖直摆放状态，方便后续只需提供用于横向摆放的树苗的储苗装置9，并通过送苗传送带8输送至进苗漏斗7即可完成。

实施例四

在实施例三的基础上进行更加优选技术方案，请参阅图7所示，履带式移动底盘1上固定安装有平台托板10；有平台托板10上固定有储苗装置9；储苗装置9内固定安装有送苗传送带8；缺口703与送苗传送带8的顶端相配合。

本实施例的达到的技术效果为：平台托板10和储苗装置9的作用是，为每个本发明的一种沙地植树机器人提供更多储存量的存储空间，使得每次可以携带更多的树苗，达到提高工作效率的优点。

实施例五

在实施例四的基础上进行更加优选技术方案，请参阅图8-9所示，送苗传送带8包括树苗传送带801、传送带轮803和安装架804；安装架804固定安装在储苗装置9内底部；安装架804上均匀阵列有传送带轮803；每个传送带轮803均与树苗传送带801内侧相配合；树苗传送带801的底端上表面与储苗装置9内底部的树苗相接触。

其中，树苗传送带801外侧面设置有用于钩住树苗的传送带钩齿802。

本实施例的达到的技术效果为：达到将存放在储苗装置9内的横向摆放的树苗输送至进苗漏斗7内，并进行扶正为竖直摆放状态；传送带钩齿802位于树苗传送带801中央位置，传送带钩齿802可以钩住树苗枝干的中间部分，每个传送带钩齿802每次只能钩住一个树苗枝干，在送苗传送带的带动下，树苗可以以水平姿态输送到传送带顶端，然后树苗依靠重力脱离传送带进入到进苗漏斗中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种沙地植树机器人，其特征在于：包括

桁架装置(2)，所述桁架装置(2)上装配有两个机械臂；两个所述机械臂均沿桁架装置(2)的横向进行往复移动；

履带式移动底盘(1)，用于承载桁架装置(2)，所述履带式移动底盘(1)用于适应沙地环境进行移动；

机械臂，两个所述机械臂均设置有用于横向啮合的移动机构A(11)和用于纵向啮合的移动机构B(12)；两个所述机械臂分别为钻孔机械臂(3)、植苗机械臂(5)；

其中，所述钻孔机械臂(3)上固定安装有用于沙地钻孔的钻孔机；

其中，所述植苗机械臂(5)上固定安装有用于种植树苗的植苗机构；所述钻孔机和植苗机构均独立沿桁架装置(2)进行横向和纵向的移动。

2.根据权利要求1所述的一种沙地植树机器人，其特征在于，所述移动机构A(11)用于将移动机构B(12)在桁架装置(2)上进行横向往复移动；两个所述移动机构B(12)分别将钻孔机械臂(3)、植苗机械臂(5)在移动机构A(11)上进行纵向往复移动；所述钻孔机械臂(3)、植苗机械臂(5)之间设置有固定值的安全距离。

3.根据权利要求1所述的一种沙地植树机器人，其特征在于，所述钻孔机为电动螺旋钻(4)；所述电动螺旋钻(4)包括驱动电机A(401)和螺旋钻(402)；所述驱动电机A(401)传动连接有用于在沙地中进行钻孔的螺旋钻(402)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种沙地植树机器人，其特征在于，所述植苗机构为植苗装置(6)；所述植苗装置(6)包括主传送带(602)、从动传送带(603)、驱动电机B(604)和固定架(606)；所述固定架(606)上固定安装有驱动电机B(604)，所述驱动电机B(604)的输出轴在固定架(606)上传动连接有主传送带(602)；所述固定架(606)上装配有与主传送带(602)相配合的从动传送带(603)；所述主传送带(602)和从动传送带(603)之间的顶部为进苗口(605)，并将树苗由进苗口(605)传送至完全***沙孔中。

5.根据权利要求4所述的一种沙地植树机器人，其特征在于，所述主传送带(602)和从动传送带(603)的外侧面固定安装有挡板(601)。

6.根据权利要求5所述的一种沙地植树机器人，其特征在于，所述植苗机构顶部上方固定安装有进苗漏斗(7)；所述进苗漏斗(7)包括入斗口(701)和出斗口(702)；所述出斗口(702)顶部固定安装有入斗口(701)；所述入斗口(701)内设置有用于将横向摆放的树苗扶正为竖直摆放状态的倾斜窄口设计。

7.根据权利要求6所述的一种沙地植树机器人，其特征在于，所述入斗口(701)顶部上开设有用于横向摆放的树苗进入的缺口(703)。

8.根据权利要求7所述的一种沙地植树机器人，其特征在于，所述履带式移动底盘(1)上固定安装有平台托板(10)；所述有平台托板(10)上固定有储苗装置(9)；所述储苗装置(9)内固定安装有送苗传送带(8)；所述缺口(703)与送苗传送带(8)的顶端相配合。

9.根据权利要求8所述的一种沙地植树机器人，其特征在于，所述送苗传送带(8)包括树苗传送带(801)、传送带轮(803)和安装架(804)；所述安装架(804)固定安装在储苗装置(9)内底部；所述安装架(804)上均匀阵列有传送带轮(803)；每个所述传送带轮(803)均与树苗传送带(801)内侧相配合；所述树苗传送带(801)的底端上表面与储苗装置(9)内底部的树苗相接触。

10.根据权利要求9所述的一种沙地植树机器人，其特征在于，所述树苗传送带(801)外侧面设置有用于钩住树苗的传送带钩齿(802)。

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